井式炉生产线安全操作规程

  • 气体供应故障：工艺过程中炉内充有保护气体，当炉内压 力降低时，氮气会以大流量自动充入炉内；当炉内压力超 高时，渗碳气体会自动停止供应。

  • 置换气用量： • 设炉膛容积为VO（m3），置换气用量Q（m3/min），换气时间t (min)，被置换气体的残存量V（m3）。单位时间内，有下面这样的 关系： • 减少的被置换气体残存量=置换气体所带出的被置换气体残存量 • -dv/dt=Q· V / VO 经变换积分： V / VO= e-Q· t/V0 • 式中，Q· t为置换气体用量(m3)，设VO=1m3，计算结果如下表： • 置换气体用量与残存气量的关系

  • 当自动充氮安全保护装置出现故障或安全氮气气量不足时，应 手动应急供氮或待炉内气体排放燃烧尽后，方可开启炉盖。 开启炉盖时必须将炉盖四周的压紧手轮全部打开，否则将 会对设备造成无法补救的严重损坏！！如图1图2所示。

  • 在操作设备时危险总是存在的，尤其当安全保护装置失灵或得 不到报警提示信号时。但其发生的次数应尽可能最少，因 此，有关有关设备管理和操作人员一定根据设备结构特点 对热处理工艺及炉内气氛种类、设备的维护调整等统盘协 调考虑。 • 下列危险情况应立即采取预防措施： •  电源中断； •  炉子加热故障和随之温度下降； •  炉内温度控制故障和发生超温或低于安全温度； •  炉压控制故障和发生超压或欠压； •  气体供应故障； •  保护气外泄露； •  冷却水供应或排放故障； •  废气燃烧故障；

  当设备工作时候的温度达到750℃以上时，点 火系统会自动启动，以保证炉内所 排出的废气能够及时点燃，当点火 系统发生故障时，检测系统将发出 警报，此时需立即人工点燃废气

  • 冷却水水分配系统 • 井式渗碳炉冷却水是保障设备正常运行的必要条件 高温下停水断水 将给设备造成损坏

  • 不同保护气换气用量： • 如用H2气来置换或吹洗炉膛的空气。H2气的爆炸范围是 4.1—75%，则残存空气为25%，就不会发生爆炸。这时， 查上表，H2用量为炉膛容积的1.39倍。继续通入H2，还 不能通电升温，因为炉膛内空气还很多。如果通电升温， 则炉膛内很快都能够达到着火温度，这时整个炉膛就会 同时燃烧（达到着火温度，着火浓度范围就不存在了。 可燃物少，空气多，可燃物燃尽为止；空气少，可燃物 多，则把空气燃尽为止）。这种燃烧，称为爆燃。爆燃 有时具有破坏力，也是必须禁止的。 • Aichelin的安全指南指出：置换后，炉气含氧量≤1%， 置换就可结束，（相当于空气量5%），炉子不会爆炸， 是安全的了。上述用H2气置换炉膛的空气，H2用量为炉 膛容积的3倍时，炉膛空气含量为5%，这时就可通电升 温了。 • 此项目多用炉为氮甲醇气氛，一般用氮气置换。

  • 由于使用保护气体在热处理过程中设备存在 火灾、爆炸、令人窒息 及中毒的危险!

  • • • • 爆炸的三要素： 1.可燃气体与空气混合比达到爆炸极限。 2.有限的（密闭的）空间。 3. 低于设备的安全温度（井式渗碳炉的安全温度是 750℃）。高于安全极限温度气体会自行点燃产生燃烧， 所以气体渗碳炉原则上仅在炉温高于750℃才可向炉内供 给可燃保护气！！

  • • • • 正确的换气时间操作 炉体的密封性好 正确的供气操作 炉盖废气排放口点火装置必须正常工作，保证排 出的废气能够及时点燃。假如慢慢的出现废气点火故障， 则必须手持火把到废气排放口处点燃废气，手持 火把点燃废气时必须在废气排放口下方保持1米 以上的距离，以防人员烧伤。

  • 在生产操作的流程中，由于高温作业原则上所有炉子都有可 能发生燃烧危险！

  • （1）炉温低于750 ℃时 • （2）当炉膛冷却下来时，炉内气体体积减少，有可能使 空气渗入炉内 • （3）在升降炉盖时，空气进入炉内 • （4）炉内气氛由保护气氛改变为空气时, 或由空气改变 为保护气氛时。如起炉开始供气时。 • （5）当可燃性混合气体达到特殊的比例，此时温度又低于 750℃时就极有几率发生爆炸事故。而当温度高于750℃时, 可燃性气体会在形成特殊的比例混合气之前先与氧气发生 燃烧反应产生不可燃气体,而不会形成爆炸性混合物。 • （6）如果排出的保护气体未被点燃，有剧烈的爆炸、中 毒、窒息的危险 。

  • Aichelin的安全指南指出：当炉内可燃组分（CO H21%CH4）含量≤5%时，换气完成，不会形成爆炸混 合物。根据这个原则，以N2置换炉膛内残存吸热式气氛 （COH2=70%），据上表，通入N2气为炉膛容积的2.7 倍时，炉膛内残存吸热式气氛体积含量为6.7%，这时， CO H2=0.7x6.7%=4.7%≤5%，这就表明，用2.7倍炉膛 容积的N2冲洗充满吸热式气氛的炉膛，可以使炉膛气氛 无爆炸性。能判断出来，置换气体的用量，与被置换 气体可燃物含量的多少有关。可燃物少，置换气用量少； 可燃物多，置换气用量就多。置换气体的用量应是炉膛 容积的5倍，这个5倍之值不是绝对的，很些情况，都可 小于5倍。 • 以上只是理论计算，为了能够更好的保证安全，要求置换气体为5倍 炉膛容积。

  井式炉的安全操作 • 热处理过程中常用的保护气体是单一组份的气体， 或多种气体的混合物。这些气体绝大多数都是由氢气 （H2）、一氧化碳（CO）、氮气（N2）、二氧 化碳（CO2）等组成。井式渗碳炉的保护气是以 氮气甲醇富化气（异丙醇、丙烷、丙酮、RX气） 通入炉内形成的。 • 保护气体中不含氧，当吸入一定量的保护气体，将 使人呼吸困难，严重时有窒息的危险。保护气体的 某些成分是有毒的，如CO等。 • 设备在操作期间应注意适当的通排风。炉子渗漏的 保护气体可引起操作人员眩晕和呕吐。

  • 作为富化气的原料（丙烷、丙酮、异丙醇）和调节碳势的 空气，均采用PID调节控制，供入炉内进行汽化、裂解，富 化气和空气电磁阀全部采用比例控制器，比例控制器的使 用提高了设备的碳控精度和碳势的稳定性

  井式渗碳炉的工作原理 • 渗碳工艺编制：根据工件的材质，渗层深度、渗碳 温度、气氛种类由计算机模拟生成渗碳工艺传送给 碳控仪表；也能够使用成熟的工艺在计算机或在碳 控仪表中直接编写工艺程序，装载运行。设备所带 碳控仪表是集温度控制、碳势控制、渗碳工艺控制、 过程程序控制的一体化可变控制管理系统 。上位机管 理系统具有远距离控制、模拟渗碳工艺程序、管理 和贮存全部工艺过程的功能 。

  设备控制柜上安装有工况图， 在工况图上能及时观察到 设备的运作时的状态及当前的 报警信息

  • 除工况板外设备所带的碳控仪表里也对设备的运行请况做 出了显示 • 双项显示 提高了设备的 安全系数

  • 正常使用的过程中设备处于高温状态下，应尽可能的避免高温对 人体造成了严重的伤害，在一些特殊工序中应佩戴防护用具，如： 抽取炉内试棒、对炉内碳势进行侧量、高温下开关炉盖、 高温下维修设备等。

  井式渗碳炉的工作原理 • 炉体结构：渗碳炉由炉壳、底座、导风筒、炉衬、 加热元件、炉盖、炉盖压紧结构、循环风机、炉 盖提升及平移机构、快冷供风系统、供气系统、 冷却水管路、温度测量、碳势测量、废气排放燃 烧系统、气体分析取气结构、取样装置等组成。 • 导风筒的作用主要是提高炉内的热交换能力。 • 循环风机的作用主要是提高炉内气氛和温度的均 匀性。

  • 操作人员应在炉旁，作为操作保护气体的一种安全措施； • 当炉温低于750℃时，注意渗碳气体供应的切断 ，应十分注意所 有的接口（连接接口、测量装置通道、供气管法兰和套管）的密 封性。如发现管道泄露应立即检修！！ • 为安全起见，在炉子开动时操作人员要坚守设备旁。 • 排气管处的点火烧嘴必须正常工作，以保证排出的气体能够点燃。 • 在任何情况下，如果点火烧嘴故障，则必须手持火把到废气排放 口处点燃逸出的保护气体。 • 如果排出的保护气体未被点燃，在室内积聚会有剧烈的爆炸危 险！！！ • 在炉内形成的保护气体与进入的空气—氧混合存在严重的爆炸危 险！！！ • 在供电、供气或保护气体故障情况下，控制安全温度和炉内气氛 是不能够确保的，必须避免炉子产生非控制的状态。

  井式炉的安全操作炉口高压氮气的使用能够大大降低在开关炉过程中热辐射的危害炉盖密封限位的应用为防止从炉盖周围发生气体泄漏多了一道保障?炉盖压紧检测?炉盖升降导向定位结构图12井式炉的安全操作?炉盖升降越位装置图3图3图1图2?废气排放口自动点火及报警装置井式炉的安全操作当设备工作时候的温度达到750以上时点火系统会自动启动以保证炉内所排出的废气能够及时点燃当点火系统发生故障时检测系统将发出警报此时需立即人工点燃废气?冷却水水分配系统?井式渗碳炉冷却水是保障设备正常运行的必要条件高温下停水断水将给设备造成损坏井式炉的安全操作水分配器带有压力水分配器带有压力测试压力显示流量监测可根据设备需求调节水量大小设备使用的过程中严禁停水

  水分配器带有压力 检测、压力显示、 流量监测，可根 据设备需求调节 水量大小

  因井式炉结构特点 大部分炉体安 装在封闭的地 坑里，为预防 炉体发生泄漏， 在炉体旁安装 了危险气体检 测装置

  • • • • • 超温监视控制装置； 安全氮气充入控制装置； 炉温低于安全温度联锁控制装置； 气体欠压控制； 控制仪表备用电源装置

  井式渗碳炉的工作原理 • 设备是采用气体渗碳，载气为氮气甲醇，氮气与甲 醇的混合比为1.1:1(单位为m3/h：L/h)。以满足 CO、N2、H2的配比20%：40%：40%（2：4： 4）。渗碳富化气一般都会采用异丙醇、丙烷、丙酮、 RX气，碳势自动控制，采用两套控制管理系统：氧探 头红外分析系统，形成O2、O2CO、CO2、 CO2CO四种控制方式。采用定碳做准确校正 炉内碳势。

  • 超出设备适应范围和用途及违反操作规程，都将产生设备 损坏、爆炸、着火的危险！！ • 断电和加热故障：气体渗碳炉在运转的全部时间内都应对 炉温和加热故障进行监视，炉温下降至安全温度之前应尽 可能排除断电事故。炉温降低到小于750度时，渗碳气体停 止供应。出现断电时，渗碳气体停止供应，氮气以大流量

  • 设备的安全运行不仅取决于使用适当的技术安全设备，还 取决于操作人员的判断、操作和处理意外情况的正确性。 因此，只有正确的使用设备的安全保护装置和严格的按照操作 规程操作，设备的安全运行才能得到保证 ，未经培训人 员严禁操作设备！ • 为保障人身和设备安全，设备上安装有许多安全防护装置

  井式炉的安全操作 • 设备操作中的危险和安全预防的方法 • 为最好能够降低危险情况的发生，大多数热处理过程中 要使用保护气体，不同的热处理过程需要不同的炉 子气氛，当选择炉内气氛时，经济性和安全性应同 时考虑在内，应首选采用危险性小的炉内气氛。 • 保护气体： 所谓保护气体是指能在炉膛内建立起 来的相应保护气氛，它能防止工件在炉内发生非要 求的反应，并提供炉内较稳定的气体压力。 保护 气体，有时是指单一的纯气体，有时是指多种气体 的混合物，而且涵盖添加到炉内后能够改变炉内保 护气体组份的富化气及其它气体。